CMOS芯片结构与制造技术
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2.2.2 工艺技术

设计电路工艺技术概要如表2-2所示。为实现P-Well CMOS(B)技术,引入一些基本工艺,对P-Well CMOS(A)制造工艺做如下改变。

(1)消去与电阻/二极管组成的输入端栅保护有关的工艺及其结构。

(2)N-型硅衬底中进行11B+注入,生成P-Well区的同时,引入并形成P-Well电阻。

(3)预栅氧化后,引入P-Well中31P+注入,生成CN+区,形成电容区的下电极。

(4)引入N沟道区75As+或31P+注入,生成沟道耗尽区,形成耗尽型NMOS。

(5)源漏N+区注入前,引入NLDD 31P+注入,TEOS淀积并刻蚀形成侧墙,生成低掺杂SN-区,缩小MOS器件优越性能。上述消去与引入的基本工艺,使P-Well CMOS(A)芯片剖面结构和制程都发生了明显的变化。工艺完成后,制得NMOS、PMOS、耗尽型NMOS、P-Well电阻及Cs衬底电容等,并用P-Well CMOS(B)来表示。

根据 P-Well CMOS(B)电路电气性能指标及与制造密切相关的各种参数,确定用于芯片制造的基本参数,如表2-2所示。制造工艺中,对下列参数提出严格要求。

(1)工艺参数:各种掺杂浓度及其分布,XjPWXjCN+XjN+XjP+等结深,TF-OxTG-OxTPoly-Ox等氧化层厚度。

(2)电学参数:UTNUTPUTND等阈值电压,RSPWRSCN+RSN+RSP+等薄层电阻,BUDSN、BUDSP等源漏击穿电压。

(3)硅衬底电阻率(ρ)等。

制定出各工序具体的工艺条件,以保证所要求的各种参数都达到规范值。

芯片批量生产时,保持各批次制程的均一性相当重要。从投片到产出包括许多步骤,必须使用制程控制各工序的质量,以便使工艺参数和电学参数都达到规范值,生产出高质量芯片。

从制程剖面结构图(图2-4)中可以看出,制程中需要进行13次光刻。光刻中的对准曝光要严格对准、套准,并使之在确定的误差以内。

图2-4 P-Well CMOS(B)制程剖面结构示意图(参阅附录B-[2,3,4,6,13,15,16])

图2-4 P-Well CMOS(B)制程剖面结构示意图(参阅附录B-[2,3,4,6,13,15,16])(续)